AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)介紹

AT89S51單片機(jī)的片內(nèi)硬件組成結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。它把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本功能部件都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上，具有如下功能部件和特性：

（1）8位微處理器（CPU）。

（2）數(shù)據(jù)存儲器（128B RAM）。

（3）程序存儲器（4KB FLASH ROM）。

（4）4個8位可編程并行I/O口（PO口、Pl口、P2口和P3口）。

（5）1個全雙工的異步串行口。

（6）2個可編程的16位定時器/計(jì)數(shù)器。

（7）1個看門狗定時器。

（8）中斷系統(tǒng)具有5個中斷源、5個中斷向量。

（9）特殊功能寄存器（SFR） 26個。

（10）低功耗節(jié)電模式有空閑模式和掉電模式，且具有掉電模式下的中斷恢復(fù)模式。

（11）3個程序加密鎖定位。

與AT89C51相比，AT89S51具有更突出的優(yōu)點(diǎn)：

（1）增加了在線可編程功能（ISP，In System Program），靈活的在線編程方式（字節(jié)和頁編程）使得現(xiàn)場程序調(diào)試和修改更加方便靈活。

（2）數(shù)據(jù)指針增加到兩個，方便了對片外RAM的訪問過程。

（3）新增加了看門狗定時器，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。

（4）增加了掉電標(biāo)志。

（5）增加了掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)模式。

AT89S51片內(nèi)的各功能部件通過片內(nèi)單一總線連接而成（如圖2-1所示）

其基本結(jié)構(gòu)仍然是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)模式。但CPU對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。

下面對圖2-1中的片內(nèi)各功能部件進(jìn)行簡單介紹。

（1）CPU（微處理器）AT89S51單片機(jī)中有1個8位的CPU，與通用的CPU基本相同，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，此外還有面向控制的位處理功能。

（2）數(shù)據(jù)存儲器（RAM） 片內(nèi)為128B（增強(qiáng)型的52子系列為256B），片外最多可外擴(kuò)64KB。片內(nèi)128B的RAM以高速RAM的形式集成在單片機(jī)內(nèi)，可以加快單片機(jī)運(yùn)行的速度，而且這種結(jié)構(gòu)的RAM還可以降低功耗。

（3）程序存儲器（Flash ROM） 它用來存儲程序。AT89S51片內(nèi)集成4KB的Flash存儲器（AT89S52片內(nèi)則集成了8KB的Flash存儲器，AT89C55片內(nèi)集成了20KB的Flash存儲器），如果片內(nèi)程序存儲器容量不夠，片外最多可外擴(kuò)至64KB。

（4）中斷系統(tǒng)具有6個中斷源，2級中斷優(yōu)先權(quán)。

（5）定時器/計(jì)數(shù)器片內(nèi)有2個16位的定時器/計(jì)數(shù)器（增強(qiáng)型的52子系列有3個16位的定時器/計(jì)數(shù)器），具有4種工作方式。

（6）1個看門狗定時器WDT，WDT提供了當(dāng)CPU由于干擾使程序陷入死循環(huán)或跑飛狀態(tài)時而使程序恢復(fù)正常運(yùn)行的有效手段。

（7）串行口 1個全雙工的異步串行口，具有4種工作方式。可進(jìn)行串行通信，擴(kuò)展并行I/O口，還可與多個單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)。

（8） Pl口、P2口、P3口和PO口 4個8位并行I/O口。

（9）特殊功能寄存器（SFR） 共有26個特殊功能寄存器，用于CPU對片內(nèi)各功能部件進(jìn)行管理、控制和監(jiān)視。特殊功能寄存器實(shí)際上是片內(nèi)各個功能部件的控制寄存器和狀態(tài)寄存器，這些特殊功能寄存器映射在片內(nèi)RAM區(qū)80H～FFH的地址區(qū)間內(nèi)。

AT89S51完全兼容AT89C51單片機(jī)。使用AT89C51單片機(jī)的系統(tǒng)在充分保留原來軟、硬件的條件下，完全可以用AT89S51直接代換。